Sitele moleculare cu zeolit joacă un rol crucial în procesul de producere a hidrogenului PSA (Pressure Swing Adsorption), iar proprietățile lor de adsorbție selectivă sunt cheia pentru a obține o purificare eficientă a hidrogenului. Producția de hidrogen PSA este un proces fizic de adsorbție, este un proces de separare a gazelor care utilizează diferitele capacități de adsorbție ale diferitelor gaze pe adsorbantul sită moleculară.
Cum este procesul de purificare a hidrogenului?
Deoarece hidrogenul este aplicat în multe sectoare industriale și energetice, în special în pilele de combustie și industria electronică, acestea au cerințe extrem de stricte, doar hidrogenul de înaltă puritate poate satisface aceste cerințe.
Dar hidrogenul produs din materii prime conține adesea vapori de apă și impurități precum monoxid de carbon, dioxid de carbon, metan, azot și sulfuri. Aceste apă și impurități pot otrăvi catalizatorii, pot reduce eficiența reacției, pot coroda echipamentele și pot prezenta riscuri pentru siguranță. Prin urmare, procesele legate de purificarea hidrogenului se concentrează în principal pe uscare și îndepărtarea impurităților.
Producția și purificarea hidrogenului PSA
Producția de hidrogen PSA este unul dintre cele mai frecvent utilizate procese de purificare a hidrogenului în industrie. Este adecvată în special pentru purificarea gazelor amestecate-conținând hidrogen, cum ar fi gazul de cocs și gazul de sinteză (reformarea gazelor naturale, gazeificarea cărbunelui).
Purificarea cu hidrogen PSA utilizează capacitățile de adsorbție selectivă diferențială ale sitelor moleculare la presiune ridicată, pentru a separa hidrogenul de gazul amestecat. Dimensiunile uniforme ale porilor sitelor moleculare le permit să prindă molecule mai mici de impurități și să elibereze molecule mai mari de hidrogen.
Acest mecanism de excludere-dimensiunii asigură îndepărtarea eficientă a apei și a impurităților, producând hidrogen ultra-pur, potrivit pentru aplicații critice. Iar sitele moleculare cu zeolit au devenit o piatră de temelie în acest proces.
Sub presiune mare, impuritățile sunt adsorbite, în timp ce hidrogenul trece. Sub presiune/vid joasă, sitele moleculare desorb (se regenerează), eliberând impurități. Prin schimbarea periodică a presiunii, se poate obține continuu hidrogen de înaltă puritate.
Site Moleculare Pentru Purificarea Hidrogenului
Pre-tratarea aerului de intrare: înainte ca fluxul de gaz mixt (conținând hidrogen, vapori de apă, monoxid de carbon, dioxid de carbon, metan, azot gazos etc.) să intre în sistemul PSA, sunt necesare site moleculare zeolitice de tip 3A sau 4A (sau alumină activată) pentru a elimina mai întâi apa.
Adsorbție la presiune înaltă: impuritățile (cum ar fi monoxidul de carbon, dioxidul de carbon, metanul, azotul gazos etc.) pot fi adsorbite de site moleculare cu zeolit de tip 5A și, uneori, site moleculare cu zeolit tip 13X pot fi, de asemenea, utilizate în combinație.
